基于物联网的食用菌生长监测系统关键技术研究.pdf

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1、学校代码：10264研究生学号：M150602710上海海洋大学硕士学位论文题目：基于物联网的食用菌生长监测系统关键技术研究ResearchonKeyTechnologiesforEdibleFungi英文题目：CultivationMonitoringSystemBasedontheInternetofThings专业：机械工程研究方向：农业物联网姓名：张子奇指导教师：虞丽娟二O一八年四月八日上海海洋大学硕士毕业论文上海海洋大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经明确注明和引用的内容外

2、，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海海洋大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日上海海洋

3、大学硕士毕业论文上海海洋大学硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名工作单位职称备注主席委员委员委员委员委员委员秘书答辩地点答辩日期上海海洋大学硕士毕业论文基于物联网的食用菌生长监测系统关键技术研究摘要随着物联网技术的兴起，相关的传感、监测、信息传输、数据分析、环境控制等技术的日趋成熟，传统农业与物联网技术相结合已成为现代农业发展趋势。自动化菇房培养食用菌已成为食用菌产业的主要生产模式。随着自动化菇房建设技术的不断发展，精准的监测食用菌生长过程和生长环境已成为一个研究热点问题。食用菌的工业化生产与生长过程监测系统自动化代表现了代农业特征的集约化生产模式。得益于工厂化和机械化生产的普及，现代信息技术

4、和先进传感器技术的发展，先进电子仪器如电子摄像仪、显示控制器等技术的进步，使物联网技术在农业生产工业化、集约化发展的方面起到了极大的推动作用，研究和推广食用菌自动化种植与监测策略精准化已成为我国未来食用菌产业向高附加值经济产品发展的关键环节。食用菌自动化控制的关键是对环境变量的控制。食用菌环境一般包括各个食用菌所处的位置的光照亮度、光照频谱质量、光照时间、培养环境空气流动方向及流动速度、空气中氧气、二氧化碳浓度，各种有害气体的浓度、空气水蒸气饱和度、空气温度、土壤湿度、土壤温度、土壤的EC与PH值、土壤溶解氧气含量及土壤中代谢废物浓度等变量。控制食用菌生长的外部因素对其生长过情况有非常关键的

5、作用，通过对生长外部因素的控制，菌丝和子实体可以在最佳的生长条件下生长，可以有效提高农业生产效益和经济利润。本文选择了种植范围广，有代表性的双孢菇作为研究对象。对双孢菇的生产指标和环境因素进行了分析。基于双孢菇生长过程的特点，确定了双孢菇自动化生产监测系统总体构架。引入了双孢菇生长覆盖率概念。为了更加精准的监测双孢菇生长过程，建立双孢菇生长过程环境控制策略，提出一种基于图像处理技术的监测方案。利用菇孢和周围土壤的色差，把采集到的图片变成灰度图，对灰度图进行二值化处理，统计所得灰度图中白色像素点所占全部像素点的比例，以此获得该区域当前时刻的生长覆盖率。在此基础上，分析了菇房结构和设施，重点研究

6、两个问题：（1）受中央空调工作原理的影响，菇房中温度和通风度往往难以兼顾，需要分析数据从而实现协调控制。（2）每一个通风口的控制范围不止一个区域，会影响一个范围内的多个I上海海洋大学硕士毕业论文区域。环境控制行为发生后，需预测和评估该通风口控制的其他区域受到的影响；论文采用聚类算法，建立了精准发现最需要调控环境因素的区域为目标监测系统模型，实现了生产者在菌菇大量密集生长的菇房中，准确关注到生长环境最佳调控区域发现问题。开发了菇房自动化监测系统软件，基于Windows7系统平台、java语言开发环境，采用C/S架构实现了了涵盖上述系统功能的软件设计与开发，主要包括软件架构设计、软件功能设计和数

7、据库设计，以及系统四个主要模块功能的实现，包括安全控制模块、状态监控模块、控制调节模块和总体控制系统模块。关键词：物联网技术，图像处理技术，精准监测，聚类算法，双孢菇II上海海洋大学硕士毕业论文ResearchonKeyTechnologiesforEdibleFungiCultivationMonitoringSystemBasedontheInternetofThingsABSTRACTWiththeri